Modul Utilitas Industri [TM12]
-
Upload
sriyono-nozbee -
Category
Documents
-
view
339 -
download
11
description
Transcript of Modul Utilitas Industri [TM12]
MODUL PERKULIAHAN
Utilitas Industri
Perhitungan Rancangan Kompressor
Fakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun Oleh
Teknik Mesin
12Kode MK Ir. Dadang S Permana, M.Si
Abstract KompetensiPemahaman Dasar Perhitungan Rancangan Kompressor
Memahami tentang Dasar Perhitungan Rancangan Kompressor
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
1. Kerja Kompresor Torak
1.1. Single Stage Kompresor Torak tanpa Clearance.
Gambar diagram p - v (http://www. maintenance-group.blogspot.com/)
Kerja yang dilakukan per siklus apabila hukum kompresi dan ekspansi mengikuti
gambar diatas adalah :
W = Luas daerah 1-2-3-4
= (luas daerah A-1-2-B) − (luas daerah A-4-3-B)
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Contoh soal :
kompresor udara torak aksi tunggal satu tingkat mempunyai diameter silinder
200 mm dan langkah 300 mm. Kompresor menerima udara pada 1 bar dan 200
C dan mengeluarkan udara pada 5,5 bar. Jika kompresi mengikuti persamaan
pv1,3 = C dan volume clearance 5 persen dari volume langkah, carilah daya yang
diperlukan untuk menggerakkan kompresor jika kompresor beroperasi pada 500
rpm.
Jawab :
Diketahui :
Diameter silinder = 200 mm = 0,2 m
Panjang langkah = 300 mm = 0,3 m
Tekanan suction : p1 = 1 bar = 105 N/m2
Temperatur suction : T1 = 200 C = 2930 K
Tekanan discharge : p2 = 5,5 bar = 5,5 x 105 N/m2
Eksponensial kompresi : n = 1,3
RPM Kompresor : N = 500 rpm
Maka :
Volume langkah : Vs = π/4 x 0,22 x 0,3 = 0,00942 m3
Volume cleararance : Vc = 5% x volume langkah
= 0,00047 m3
Volume awal : V1 = 0,00942 + 0,00047 = 0,00989 m3
Maka :
= 0,00174 m3
Volume sapuan : (V1 – V4) = 0,00989 – 0,00174 = 0,00815 m3
dengan menggunakan persamaan :
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Daya yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor :
1.2. Indicated Horse Power (IHP)
Bila N menyatakan kecepatan poros engkol, maka jumlah langkah kerja
(Nw) adalah:
Nw = N untuk kompresor aksi tunggal
Nw = 2N untuk kompresor aksi ganda
IHP = (W x jumlah langkah kerja) /4500
Bila W diambil dari persamaan b, maka disebut adiabatic h.p. dan jika W diambil dari
persamaan c, maka dinamakan isothermal h.p.
Indicated horse power (IHP) biasa juga dikenal sebagai air horse power (AHP). Daya
yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor disebut shaft horse power (SHP)
atau brake horse power (BHP). Jadi dalam suatu kompresor BHP selalu lebih besar
daripada IHP.
1.3. Efisiensi Kompresor
Efisiensi mekanik = ( Indicated HP / Brake HP )
Efisiensi isotermal = ( Isotermal Work Done ) / ( Indicated Work Done )
Ini biasa juga disebut sebagai indicated isothermal efficiency, compressor efficiency
atau compression efficiency.
Efisiensi isotermal keseluruhan = ( Isotermal HP ) / ( Shaft HP )
Efisiensi adiabatis keseluruhan = ( Adibatis HP ) / ( Shaft HP )
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Efisiensi Volumetrik = ( Volume of Free Air Delivered / Volume Sapuan Torak )
Free air delivered (FAD) dipergunakan untuk menyatakan volume udara pada
tekanan dan temperatur masuk ke dalam kompresor
Contoh Soal :
Kompresor udara torak aksi tunggal mempunyai diameter silinder 200 mm dan
langkah 300 mm. Kompresor menghisap udara pada 1 kg/cm2 dan 270 C dan
melepaskan udara pada 8 kg/cm2 pada kecepatan 100 rpm. Carilah (i) daya IHP
kompresor, (ii) massa udara yang dilepaskan kompresor per menit, (iii) temperatur
udara yang keluar dari kompresor. Kompresi mengikuti persamaan pv 1,25 = C.
Ambil harga R = 29,3 m/kg0K.
Jawab :
Diketahui :
Diameter silinder = 200 mm = 0,2 m
Panjang langkah = 300 mm = 0,3 m
Tekanan suction : p1 = 1 kg/cm2 = 1 x 104 kg/m2
Temperatur suction : T1 = 270 C = 3000 K
Tekanan discharge : p2 = 8 kg/cm2 = 8 x 104 kg/m2
Eksponensial kompresi : n = 1,25
Putaran Poros : N = 100 rpm
R = 29,3 m/kg0K.
Volume langkah = (π / 4) × 0,22 × 0,3 = 0,00942 m2
Karena kompresor adalah jenis aksi tunggal maka jumlah langkah :
Nw = N = 100
1. Daya kuda indikated dari kompresor
Dengan menggunakan persamaan:
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
= 242,5 kg.m
2. Massa udara yang dikeluarkan dari kompresor per menit :
p1 x V1 = m x R x T1
1 x 104 x 0,0094 = m x 29,3 x 300
m = 0,0107 kg per langkah
massa yang keluar per menit = m x Nw = 0,0107 x 100 = 0,107 kg.m
3. Temperatur udara yang keluar dari kompresor :
T2 = 1,516 x 300 = 454,8 0K = 181,1 0C
1.4. Kompresor Bertingkat Banyak
Dalam suatu kompresor bertingkat banyak, udara mula-mula masuk ke dalam silinder
tekanan rendah (low pressure / LP cylinder) untuk dimampatkan. Kemudian udara
tadi masuk ke dalam silinder bertekanan menengah/intermediate pressure cylinder
untuk dimampatkan lagi. Akhirnya udara tersebut dikompresikan lagi ke dalam
silinder bertekanan tinggi (high pressure / HP cylinder) untuk di delivery. Dengan
mengabaikan clearance dan kemudian menggunakan hukum untuk kompresi : pvn =
konstan, Kita dapat memperoleh suatu diagram p-v untuk suatu kompresor dua
tingkat seperti gambar dibawah.
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Gambar : Perbandingan antara udara
Pendinginan antara sempurna atau copmplete intercooling adalah keadaan ketika
udara yang meninggalkan intercooler (T3) adalah sama dengan temperatur udara
atmosfir awal (T1). Dalam hal ini, titik 3 terletak pada kurva isotermal seperti yang
ditunjukkan gambar (a) diatas., Jika p2
Pendinginan antara tidak sempurna adalah jika udara yang meninggalkan
intercooler (T3) lebih tinggi dari temperatur udara atmosfir awal. Dalam hal ini, titik 3
terletak pada sisi kanan kurva isotermal seperti yang ditunjukkan gambar (b) diatas.
Perhitungan kerja kompresor dua tingkat :
Pada pendinginan antara tidak sempurna :
Pada pendinginan antara sempurna :
Untuk mendinginkan kerja kompresor, maka udara didinginkan setelah dikompresi,
Jika p2 adalah tekanan menengah, maka :
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Untuk tiga tingkat :
Jadi untuk X tingkat berlaku :
Kerja yang dilakukan kompresor satu tingkat :
Kerja minimum dengan intercooling :
Untuk kompresor 2 tingkat :
Kompresor 3 tingkat :
Kompresor X tingkat :
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Efisiensi volumetrik keseluruhan :
= volume udara yang dibuang pada tekanan dan suhu masuk volume langkah silinder tekanan rendah
Efisiensi volumetrik absolut :
= volume udara yang dibuang pada NTP volume langkah silinder tekanan rendah
Catatan : NTP adalah singkatan dari Normal Temperatur and Pressure.
Contoh soal :
Perkirakanlah kerja yang diperlukan oleh kompresor udara aksi tunggal dua tingkat
yang mengkompresi 2,8 m3 udara per menit pada 1,05 kg/cm2 abs dan 100 C hingga
tekanan 35 kg/cm2 abs. Receiver antara mendinginkan udara ke 300 C dan tekanan
5,6 kg/cm2. Ambil n udara 1,4.
Jawab :
Diketahui :
Volume kompresi per menit : v1 = 2,8 cm3
Tekanan kompresi tingkat 1 : p1 = 1,05 kg/cm2 = 1,05 x 104 kg/m2
Temperatur kompresi tingkat 1 : T1 = 100 C = 2830 K
Tekanan keluaran tingkat kedua : p3 = 35 kg/cm2 = 35 x 104 kg/m2
Temperatur pendinginan Receiver antara : T2 = 300 C = 3030 K
Tekanan receiver antara : p2 = 5,6 kg/cm2 = 5,6 x 104 kg/m2
Eksponensial kompresi : n = 1,4
Dari :
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Dengan menggunakan persamaan :
= 13 915 kg.m/min
2. Kerja Kompresor Rotari
2.1. Perbandingan Kompresor Torak dengan Rotari
Berikut ini perbandingan utama antarta kompresor udara jenis torak dan rotari :
No. Kompresor Torak Kompresor Rotari
1Tekanan buang maksimum dapat mencapai 1.000 kg/cm2
Tekanan buang maksimum hanya 10 kg/cm2
2Kapasitas udara maksimum yang di kompresi sekitar 300 m3/min
Kapasitas udara maksimum dapatmencapai 3000 m3/min
3Cocok untuk kapasitas udara rendah dan tekanan tinggi
Cocok untuk kapasitas besar pada tekanan rendah
4 Kecepatan kompresor rendah Kecepatan kompresor tinggi
5 Suplai udara terputus-putus Suplai udara kontinyu
6Ukuran kompresor besar untuk kapasitas tertentu
Ukuran kompresor kecil untuk kapasitas yang sama
7 Balancing merupakan masalah utama Tidak ada permasalahan balancing
8 Sistem pelumasan rumit Sistem pelumasan sederhana
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
9Udaranya kurang bersih, karena kontak dengan minyak pelumas
Udaranya lebih bersih, karena tidak kontak dengan minyak pelumas
10Efisiensi isotermal digunakan untuk semua jenis perhitungan
Efisiensi isentropik digunakan untuk semua jenis perhitungan
2.2. Root blower compressor
Sebuah kompresor blower root (root blower compressor), dalam bentuk yang paling
sederhana, terdiri dari dua rotor dengan lobe (sudu) yang berputar dan mempunyai
saluran masuk dan buang. Cara kerja kompresor ini mirip dengan cara kerja pompa
roda gigi. Terdapat berbagai desain dari roda, namun umumnya kompresor
mempunyai dua atau tiga lobe dengan prinsip kerjanya sama.
Lobe di desain sedemikian sehingga kedap udara (rapat) pada titik singgung dengan
rumahnya. Ketika rotor berputar, udara pada tekanan atmosfir terperangkap pada
ruang yang terbentuk antara lobe dan rumahnya. Gerakan berputar dari lobe akan
membuang udara yang terperangkap ke receiver (penampung udara). Sehingga
makin banyak udara yang masuk ke receiver maka makin naik tekanannya, yang
pada akhirnya tekanan tinggi akan dihasilkan oleh receiver.
Menarik untuk diketahui bahwa ketika lobe berputar dan saluran keluar terbuka,
udara (bertekanan tinggi) dari receiver mengalir kembali ke ruang kompresor dan
tercampur dengan udara yang terperangkap. Aliran balik berlanjut sampai tekanan di
ruang lobe sama dengan tekanan di receiver. Kerja teoritis untuk mengkompresi
udara adalah :
dimana : p1 = tekanan udara masuk
p2 = tekanan udara keluar
Ɣ = indkes adiabtiak udara
v1 = volume udara yang di kompresi
dan kerja sebenarnya :
= v1 (p2 – p1) … (ii)
efisiensi blower root :
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
dimana r adalah rasio tekanan (p2 / p1). Daya yang diperlukan untuk menggerakkan
kompresor dapat dihitung dari kerja yang dilakukan.
Catatan:
1. Kadang-kadang udara dengan tekanan tinggi diperoleh dengan menempatkan
dua atau lebih blower root dalam susunan seri, dan dengan menggunakan
pendingin antara diantara masing-masing tingkat.
2. Udara dibuang empat kali dalam satu putaran jika rotornya terdiri dari dua
lobe. Dengan cara yang sama, udara dibuang enam kalidalam satu putaran
jika rotornya terdiri dari 3 lobe.
Contoh soal :
Kompresor jenis root blower mengkompresi 0,05 m3 udara dari 1,0 kg/cm2 ke 1,5
kg/cm2 per putaran. Carilah efisiensi kompresor.
Jawab :
Diketahui :
v1 = 0,05 m3
p1 = 1,0 kg/cm2 = 1,0 x 104 kg/m2
p2 = 1,5 kg/cm2 = 1,5 x 104 kg/m2
Kerja per putaran:
W1 = v1( p2− p1 ) = 0,05 ( 1,5 × 104 − 1,0 ×104 )
= 250 kg-m
kerja ideal per putaran :
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
efisiensi kompresor :
2.3. Kompresor Blower Sentrifugal
Kompresor blower sentrifugal adalah bentuk sederhana dari kompresor sentrifugal,
dimana terdiri dari sebuah rotor (impeller) dengan sejumlah sudu (vane) lengkung
terpasang secara simetris. Rotor berputar di dalam rumah siput kedap udara dengan
saluran masuk dan keluar udara. Casing (rumah kompresor) di desain sehingga
energi kinetik udara dirobah ke energi tekanan sebelum meninggalkan casing.
Energi mekanik diberikan ke rotor dari sumber eksternal. Ketika rotor berputar,
kompresor menghisap udara melalui matanya, meningkat tekanannya karena gaya
sentrifugal dan mendorong udara mengalir melalui difuser. Tekanan udara terus
meningkat ketika melalui difuser. Akhirnya udara bertekanan tinggi di buang ke
receiver. Udara masuk ke impeller secara radial dan meninggalkan impeller secara
aksial.
2.3.1. Kerja Pada Kompresor Sentrifugal
Persamaan untuk kerja atau daya yang diperlukan bagi kompresor udara torak
dapat digunakan untuk kerja dan daya pada kompresor rotari. Kerja kompresor
rotari :
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Dimana :
p1 = tekanan awal udara
v1 = volume awal udara
T1 = temperatur awal udara
p2, v2, T3 = variabel yang sama untuk keadaan akhir
m = massa udara yang dikompresi per menit
n = indeks politropik
Ɣ = indeks adiabatik
Cp = kalor spesifik pada tekanan konstan
J = ekivalen kalor kalor
Contoh soal 1 :
Sebuah kompresor sentrifugal mengeluarkan 50 kg udara per menit pada tekanan 2
kg/cm2 dan 970 C. Tekanan dan temperatur udara masuk masing-masing adalah 1
kg/cm2 dan 150 C. Jika tidak ada kalor yang dilepaskan kelingkungannya, carilah (a)
indeks kompresi, (b) daya yang diperlukan, jika kompresi isotermal. Ambil harga R =
29,3 kgm/kg0K.
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Jawab :
Diketahui :
p2 = 2 kg/cm2 ;
m = 50 kg/cm2;
T2 = 970 C = 970 + 273 = 3700 K ;
p1 = 1 kg/cm2 ;
T1 = 150 C = 150 + 273 = 2880 K ;
R = 29,3 kg.m/Kg0K
Maka :
1. Indeks kompresi :
0,1089 n = 0,3010 n – 0,3010
0,1921 n = 0,3010
n = 1,57
2. Daya yang diperlukan jika kompresi isotermal
Kerja kompresor :
W = m.R.T. ln r
= 50 x 29,3 x 288 x ln 2
= 292.100 kgm/min
daya yang diperlukan :
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
P = 292.100 / 4.500 = 64,9 hp
Contoh soal 2 :
Sebuah kompresor udara sentrifugal mempunyai rasio kompresi tekanan 5
mengkompresi udara dengan laju 10 kg/s. Jika tekanan dan temperatur awal udara
adalah 1 bar dan 200 C, carilah (a) temperatur akhir gas, (b) daya yang diperlukan
untuk menggerakkan kompresor. Ambil harga Ɣ = 1,4 dan Cp = 1,0 kJ/kg.K.
Diketahui :
Rasio kompresi tekanan : p2 / p1 = 5
Laju massa udara : m = 10 kg/sec
p1 = 1 bar
T1 = 200 C = 200 + 273 = 2930 K
Indeks adiabatik : Ɣ = 1,4
kalor spesifik pada tekanan konstan : Cp = 1,0 kJ/kgK
Maka :
1. Temperatur akhir gas
T2 = 293 x 1,584 = 4640 K = 1910 C
2. Daya yang diperlukan kompresor
P = m x Cp x (T2 – T1)
= 10 x 1,0 x (464 – 293) = 1.710 kW
2.3.2. Segitiga Kecepatan Pada Sudu Bergerak Kompresor Sentrifugal
Seperti kita ketahui bahwa udara memasuki kompresor sentrifugal secara radial dan
meninggalkan kompresor secara aksial. Lebih jauh, sudu dan difuser didesain
sedemikian sehingga udara memasuki dan meninggalkan kompresor secara
tangensial untuk mengurangi efek kejutan di sisi masuk dan keluar. Misalkan udara
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
memasuki sudu pada C dan keluar pada D seperti ditunjukkan oleh gambar (a) dan
(b) dibawah.
( a ) ( b )
Gambar : Segitiga kecepatan kompresor sentrifugal.
Kemudian kita gambar segitiga kecepatan pada sisi masuk dan keluar sudu seperti
yang ditunjukkan oleh gambar (a) dan (b) diatas.
Misalkan :
Vb = kecepatan linier sudu bergerak pada sisi masuk (BA)
V = kecepatan absolut udara memasuki sudu (AC)
Vr = kecepatan relatif udara terhadap sudu bergerak pada sisi masuk (BC),
merupakan perbedaan vektor antara Vb dan V.
Vf = kecepatan aliran pada sisi masuk
Θ = sudut antara kecepatan relatif (Vr) dengan arah gerak sudu
Vb1, V1, Vr1, Vf1, f = variabel yang bersesuaian untuk sisi keluar
Udara memasuki sudu sepanjang AC dengan kecepatan V. Karena udara
memasuki sudu secara tegak lurus (secara radial) terhadap arah gerak sudu, maka
kecepatan aliran (Vf) sama dengan kecepatan udara (V). Selanjutnya, kecepatan
pusar (whirl) pada sisi masuk menjadi nol. Kecepatan linier atau kecepatan rata-rata
sudu (Vb) digambarkan oleh BA arah dan besarnya. Panjang BC mewakili
kecepatan relatif (Vr) udara terhadap sudu.
Udara mengalir di permukaan sudu dengan kecepatan relatif (Vr1) yang ditunjukkan
oleh garis DE. Kecepatan absolut udara (V1) ketika meninggalkan sudu ditunjukkan
oleh DF membentuk sudut β dengan arah gerak sudu. Komponen tangensial V1
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
(diwakili oleh FG) disebut kecepatan pusar pada sisi keluar (Vw1). Komponen aksial
V1 (diwakili oleh DG) disebut kecepatan aliran sisi keluar (Vf1).
Misalkan : w = berat udara yang dikompresi oleh kompresor, (kg/s).
Sesuai dengan hukum Newton kedua, gaya pada arah gerak sudu adalah :
F = massa aliran udara/sec x perubahan kecepatan pusar
dan kerja yang dilakukan pada arah gerak sudu :
W = gaya x jarak
= (( w x Vw1 ) / g ) ×Vb1 kgm/sec
Daya yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor dapat dicari seperti
biasanya, dengan persamaan :
P = ( kerja yang dilakukan dalam kg.m/sec ) / 75
Catatan :
1. Dalam satuan SI, rumus untuk daya adalah :
P = w x Vw1 x Vb1 Watt
2. Kecepatan sudu pada sisi masuk dan sisi keluar dapat diperoleh dengan rumus :
dimana D dan D1 adalah diameter dalam dan diameter luar impeller.
3. Pada kondisi ideal (dengan kata lain untuk kerja maksimum) Vw1 = Vb1 , maka
kerja ideal :
Contoh soal :
Sebuah kompresor sentrifugal berjalan pada kecepatan 2000 rpm dan menerima
udara pada 170 C. Jika diameter luar ujung sudu adalah 75 cm, carilah temperatur
udara meninggalkan kompresor. Ambil harga Cp = 0,24.
Jawab :2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Diketahui :
Kecepatan putar kompresor : N = 2000 rpm ;
Temperatur udara suction : T1 = 170 C = 170 + 273 = 2900 K ;
Diameter luar ujung sudu : D1 = 75 cm = 0,75 m ;
Kalor spesifik pada tekanan konstan : Cp = 0,24
Maka :
1. Kecepatan tangensial pada ujung sudu :
2. Kerja per kg udara :
3. Temperatur udara meninggalkan kompresor, dengan menggunakan persamaan :
W = m x Cp (T2 – T1)
1,47 = 1 x 0,24 (T2 – 290) = 0,24 T2 – 69,6
T2 = 296,10 K = 23,10 C
2.3.3. Lebar Sudu
Lebar sudu impeller pada sisi masuk dan keluar kompresor udara rotari diperoleh
dari keadaan dimana massa udara yang mengalir melalui sudu pada sisi masuk dan
keluar adalah sama.
Misalkan : b = lebar sudu impeller pada sisi masuk
D = diameter impeller pada sisi masuk
Vf = kecepatan aliran pada sisi masuk
vs = volume spesifik udara pada sisi masuk
b1, D1, Vf1, vs1 = variabel yang sama untuk sisi keluar
m = massa udara yang mengalir melalui impeller
Massa udara yang mengalir melalui impeller pada sisi masuk:
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Dengan cara yang sama, massa udara yang mengalir di sisi keluar :
Karena massa udara yang mengalir melalui impeller adalah konstan, maka:
Catatan :
Kadang-kadang jumlah dan ketebalan sudu juga diperhitungkan. Dalam hal ini,
massa udara yang mengalir melalui impeller pada sisi masuk :
dimana n adalah jumlah sudu.
Contoh soal :
Sebuah kompresor udara sentrifugal mempunyai diameter dalam dan luar masing-
masing 25 cm dan 50 cm, mengkompresi 30 kg udara per menit pada 4000 rpm.
Sudut vane pada sisi masuk dan keluar masing-masing adalah 300 dan 400. Carilah
ketebalan sudu, jika impeller mempunyai 40 sudu. Ambil harga volume spesifik
udara 0,8 m3/kg.
Jawab :
Diketahui :
D = 25 cm = 0,25 m
D1 = 50 cm = 0,5 m
m = 30 kg/min = 0,5 kg/s
N = 4000 rpm
θ = 300
f = 400
n = 40
vs = 0,8 m3/kg
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Kecepatan impeller pada sisi keluar :
Kecepatan pada sisi masuk :
Vf = Vb tan 300 = 52,4 x 0,577 = 30,2 m/s
Maka:
0,0132 = π x 0,25 – 40 b
40 b = 0,7854 – 0,0132 = 0,7722
b = 0,019 m
= 1,9 cm
3. DAFTAR PUSTAKA
http://www. maintenance-group.blogspot.com/
US DOE. Gov, 2003
http://hendri-word.blogspot.com
www.mechanisms.com
www.1.bp.blogspot.com
www.2.bp.blogspot.com
www.3.bp.blogspot.com
www.4.bp.blogspot.com
www.leteckemotory.cz
Frank L. Evans,Jr. Equipment Design Hand book for Refineries and Chemical Plants, Gulf Publisthing Company, Texas,1979.
Lapina,Ronald P. Estimating Centrifugal Compresor Performance, Gulf Publisthing Company, Houston,Texas,1982.
Lyman F.Scheel, Gas Machinary, Gulf Publisthing Company, Houston, Texas, 1972.
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id
Heinz P. Bloch and John J. Hoefner, 1996, Reciprocating Compressor Operation & Maintenance, Gulf Professional Publishing
http://masteropik.blogspot.com/2010/05/pengertian-gas-ideal.html
2014 1
Kinematika DinamikaPusat Bahan Ajar dan eLearning
Ir. Dadang S Permana, M.Si http://www.mercubuana.ac.id